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Enregistrement W2341479357 · doi:10.1021/acs.accounts.5b00306

Decarboxylation, CO<sub>2</sub> and the Reversion Problem

2015· article· en· W2341479357 sur OpenAlexafffund
Ronald Kluger

Notice bibliographique

RevueAccounts of Chemical Research · 2015
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueBiochemical Acid Research Studies
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésCarbanionDecarboxylationChemistryElectrophileProtonationComputational chemistryPhotochemistryCatalysisOrganic chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Decarboxylation reactions occur rapidly in enzymes but usually are many orders of magnitude slower in solution, if the reaction occurs at all. Where the reaction produces a carbanion and CO2, we would expect that the high energy of the carbanion causes the transition state for C-C bond cleavage also to be high in energy. Since the energy of the carbanion is a thermodynamic property, an enzyme obviously cannot change that property. Yet, enzymes overcome the barrier to forming the carbanion. In thinking about decarboxylation, we had assumed that CO2 is well behaved and forms without its own barriers. However, we analyzed reactions in solution of compounds that resemble intermediates in enzymic reaction and found some of them to be subject to unexpected forms of catalysis. Those results caused us to discard the usual assumptions about CO2 and carbanions. We learned that CO2 can be a very reactive electrophile. In decarboxylation reactions, where CO2 forms in the same step as a carbanion, separation of the products might be the main problem preventing the forward reaction because the carbanion can add readily to CO2 in competition with their separation and solvation. The basicity of the carbanion also might be overestimated because when we see that the decarboxylation is slow, we assume that it is because the carbanion is high in energy. We found reactions where the carbanion is protonated internally; CO2 appears to be able to depart without reversion more rapidly. We tested these ideas using kinetic analysis of catalytic reactions, carbon kinetic isotope effects, and synthesis of predecarboxylation intermediates. In another case, we observed that the decarboxylation is subject to general base catalysis while producing a significant carbon kinetic isotope effect. This requires both a proton transfer from an intermediate and C-C bond-breaking in the rate-determining step. This would occur if the route involves the surprising initial addition of water to the carboxyl, with the cleavage step producing bicarbonate. Interestingly, some enzyme-catalyzed reactions also appear to produce intermediates formed by the initial addition of water or a nucleophile to the carboxyl or to nascent CO2. We conclude that decarboxylation is not necessarily a problem that results from the energy of the carbanionic products alone but from their formation in the presence of CO2. Catalysts that facilitate the separation of the species on either side of the C-C bond that cleaves could solve the problem using catalytic principles that we find in many enzymes that promote hydrolytic processes, suggesting linkages in catalysis through evolution of activity.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,023

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0010,003
Communication savante0,0020,007
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0030,005
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0070,002

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,039
Tête enseignante GPT0,347
Écart entre enseignants0,308 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations46
Publié2015
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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